国产600MW超临界锅炉启动分离器水位调节措施

张玄

摘 要：国产600MW超临界直流锅炉采用带炉水循环泵的启动系统，启动分离器在锅炉启停及湿态运行过程中作为一个汽水分离设备同时又起一个固定蒸发点作用，启动分离器水位过高将造成过热器进水，危机到汽轮机安全，启动分离器水位过低，将造成省煤器前流量低，危机到水冷壁安全。

关键词：超临界直流锅炉；启动分离器；汽水分离；蒸发点

1 前言

某公司Ⅰ期锅炉采用上海锅炉制造厂生产的超临界变压直流锅炉，启动系统为带循环泵的内置式分离器系统，在锅炉的启动及低负荷运行阶段，炉水循环确保了在锅炉达到最低直流负荷之前的炉膛水冷壁的安全性。

2 研究问题及现状

在炉前沿宽度方向垂直布置2只外径/壁厚为φ812.8/90mm的汽水分离器，其进出口分别与水冷壁和炉顶过热器相连接。每个分离器筒身上方切向布置4根不同內径的进口管接头、顶部布置有2根內径为φ231.7mm至炉顶过热器管接头、下部布置有一个內径为φ231.9mm疏水管接头。汽和水的引出方向应与汽水引入管的旋转方向相一致，以减少阻力。

在锅炉启停过程或锅炉运行在湿态时，启动分离器起到汽水分离作用，蒸汽进入过热器系统，分离出来的水通过启动系统进入扩容器，使分离出来水的质量和热量得以回收，同时又起到固定蒸发点作用，即必须保证启动分离器水位在可控范围内，水位高导致过热器进水，危机机组安全运行，水位过低，省煤器前最低给水流量不能保证，威胁到水循环安全，所以启动分离器水位控制显得十分重要。

2.1 影响启动分离器水位的因素

2.1.1给上泵向炉内补水量的大小，补水量多于排水量，集水箱水位就升高，反之集水箱水位就降低；

2.1.2高水位调节阀HWL的开度，在锅炉补水量一定情况下，开度越大，排水量越大，集水箱水位越低；

2.1.3启动分离器出口压力变化，若压力突降，将造成虚假水位，启动分离器水位升高，反之启动分离器水位下降；

2.1.4锅炉燃烧率的变化，突然增加燃料时，将造成启动分离器水位升高，若给水泵出口压力不变情况下，由于启动分离器压力升高，给水调门后压力与启动分离器出口压力间压差降低，导致锅炉补水量降低导致水位降低；

2.1.5启动过程中汽水共胀因素影响。

2.2 锅炉启动分离器水位调节技术措施

我公司采用带炉水循环泵启动系统，锅炉给水流量包含给水泵向锅炉补水量与炉水循环泵出口给水流量。锅炉补水量、炉水泵出口给水流量、锅炉蒸发量、锅炉排放量四者中任意一个发生变化都将导致启动分离器水位的变化。在理想状况下，锅炉湿态运行时，锅炉补水量加上炉水循环泵出口流量减去锅炉蒸发量与高水位调节阀排放量之和应该达到动态平衡，此时启动分离器水位将保持稳定。为了保持启动分离器水位在正常范围内（6～9米），避免不安全现象的发生，启动分离器水位调节技术措施如下：

2.2.1启动过程中，专人监视调整分离器水位及省煤器入口流量，内扰或外扰都会使启动分离器水位发生波动，应做好提前控制，维持启动分离器水位稳定。影响分离器水位的操作应及时通知监盘人员将水位控制有一定裕度，如旁路投入、磨煤机启动、油枪投入、并泵操作等。

2.2.2启动前和停炉前应实际进行开关HWL1、HWL2调整门、电动门试验，保证动作可靠。

2.2.3锅炉燃烧率的变化应缓慢平稳，尤其在工质膨胀过程中，禁止大幅调节锅炉燃烧率，避免启动分离器满水。

2.2.4加减负荷要按照规程规定进行，大幅度改变负荷后要稳定10～15分钟，以防止因燃燒的变化而导致分离器水位大幅度波动。

2.2.5启动过程中及时核对两个启动分离器水位基本一致，当各水位计偏差大时，应查明原因予以消除。

2.2.6启动一次风机时，若磨煤机内有存煤，则会有少量煤粉进入炉膛，出现水位上升。因此，启动一次风机前，应保持较低水位。

2.2.7启动系统处于水位控制方式时，监视HWL1、HWL2调整门动作正常，启动分离器水位维持6m，达+12.6m时报警，达+14.5m时延时70s MFT动作。HWL控制联锁值见表，设置自动偏置满足运行需要。

2.2.8启停过程中锅炉给水调门前压力要始终保持比启动分离器出口压力高2Mpa左右，防止由于给水压力不足导致锅炉补水困难，造成启动分离器水位低。

2.2.9启动过程中任何情况下HWL开度不要超过35%（锅炉未起压前除外），以防造成大量回水外排造成炉水泵入口给水流量低，导致省前流量低锅炉MFT，另一方面，造成启动分离器压力大幅降低，导致启动分离器水位进一步升高，造成启动分离器满水锅炉MFT。

2.2.10若在启动过程中由于主汽压力影响造成启动分离器水位升高或降低时，应通过高低旁开度或汽轮机调门开度保持主汽压力稳定性，保证启动分离器水位稳定性。如启动分离器水位高通过减小锅炉补水量同时HWL调节阀又不敢大幅开大时（主汽压力进一步降低，分离器水位会进一步上升），此时应关小高旁或关小汽轮机调门开度提高主汽压力，将启动分离器水位调节稳定后再开大高旁或增加汽轮机负荷。

2.2.11机组负荷在150MW～180MW时，应进行机组给水主路倒旁路或旁路倒主路切换工作。若由旁路切换为主路时，锅炉给水调门开度必须大于85%，给水调门前后压差小于0.8Mpa，启动分离器水位保持（6～9）m且稳定时，方可进行给水旁路倒主路切换工作，此时不应有其它影响给水旁路倒主路切换工作，如并泵、启停制粉系统等操作。严禁在给水调门前后压差较大情况下抱有侥幸心理，采用主给水电动门进行中停截流方法进行。（往往导致启动分离器满水，锅炉MFT）。

2.2.12在滑参数停机过程中，且采用汽泵运行方式时，因汽泵最低转速为3000rpm，出口压力11MPa左右，主汽压力在6Mpa以下时，压力下降炉水放出的汽化潜热较大时，给水调门前后压差较大，往往导致启动分离器水位高不好调整，为了避免此类情况发生，机组负荷在转湿态后，及时退出高加，通过向炉内补充温度相对较低的水以吸收管壁及炉水放出的汽化潜热，从而保证启动分离器水位在可控范围内。

2.2.13在停机过程中汽轮机打闸前，锅炉还需运行情况下，应提前增加给水泵转速，提高给水压力，以免汽轮机打闸后造成主汽压力快速升高，导致启动分离器水位迅速下降甚至水位到零。汽轮机打闸后，应根据给水压力与启动分离器压力差值、启动分离器水位情况，开启给水调门开度，维持启动分离器水位正常。

2.2.14 锅炉MFT时两台汽泵跳闸电泵联启后，转速指令置22%，电泵出口压力约为6～8MPa，亦应调整电泵转速，控制锅炉上水量，防止锅炉超压。随着锅炉压力的变化，上水量及汽水分离器水位会随之变化，此时锅炉压力尚高，HWL电动门及调整门逻辑闭锁打不开，谨防锅炉满水。

3 结论

通过上述论证可以看出，上述启动分离器水位调节技术措施完全可以满足启动分离器水位调节需求，保证锅炉运行安全，在现实操作中也得到具体验证，是一种值得借鉴的方案。

参考文献

[1] 上海锅炉厂设备说明书